JP2005130690A - モータ駆動用インバータ制御装置およびそれを用いた空気調和機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】小容量リアクタ5および小容量コンデンサ6を用いることで小型・軽量・低コストなモータ駆動用インバータ制御装置を実現でき、インバータ直流電圧が大幅に変動してモータ4の駆動が困難な場合でも、PN電圧補正手段10によりモータ4に印加する電圧をほぼ一定にすることでモータ4の駆動を維持することが可能となる。これにより、モータ4の電流の変動量を低減することで、さらなる小型・軽量・低コスト化を図ったモータ駆動用インバータ制御装置およびそれを用いた空気調和機を提供できる。
【選択図】図1
Description
る。
間コンデンサCに充電し、この中間コンデンサCの電荷を平滑コンデンサCDに放電して、負荷抵抗RLに直流電圧を供給する。この場合、リアクトルLinの負荷側と中間コンデンサCを接続する正負の直流電流経路にトランジスタQ1を接続し、このトランジスタQ1をベース駆動回路G1で駆動する構成となっている。
インバータの直流電圧基準値とPN電圧検出手段から得られるインバータの直流電圧検出値との比率を導出するPN電圧補正手段と、モータ電圧指令作成手段から得られるモータ電圧指令値とPN電圧補正手段の出力値であるPN電圧補正係数とを掛け合わせることによりモータ電圧指令値の電圧補正を行ない、モータのモータ電圧指令補正値を作成するモータ電圧指令補正手段とを備えるものである。
の比率が全運転領域で一律となるため、速度指令値に比例して負荷トルクが増加していく場合にはどの運転領域においても効果的にモータ電流の変動周期を変更してモータ電流の変動量を低減させることが可能となる。
インバータのキャリア周波数を決定するものである。
本発明の第1の実施形態を示すモータ駆動用インバータ制御装置のシステム構成図を図1に示す。図1において、主回路は交流電源1と、交流電力を直流電力に変換するダイオードブリッジ2と、小容量リアクタ5と、小容量コンデンサ6と、直流電力を交流電力に変換するインバータ3と、インバータ3により変換された交流電力により駆動するインダクションモータ4から構成されている。
以下では、具体的な方法について説明する。
本発明に係る速度指令補正手段の他の実施例に関する具体的な方法について以下に説明する。
ため速度指令値が台形波状に変動することになる。
本発明に係る速度指令補正手段における速度指令補正値の切り替えに関する具体的な方法について以下に説明する。
具備した速度指令補正切替手段を有するものであり、本発明に係る速度指令補正切替手段の第1の実施例を図7に示す。図7において、速度指令補正値ωh*が周期的に変動している状態から速度指令補正値の切替後の目標値(本発明におけるモータ駆動用インバータ制御装置においては、上述のように速度指令値ω*としている)へと切り替わる際に両者の値が違っている場合には、不連続とならないように徐々に速度指令補正値ωh*を切替後の目標値(速度指令値ω*)へと値を近づけていき、両者が一致した段階で切り替えを終了するものである。
本発明に係るPN電圧補正手段の第2の実施例を図9に示す。図9において、PN電圧補正係数kpnは予め設定された上限値kpn1および下限値kpn2を有するもので、式(8)のように表される。
ていない場合の動作結果で、図13はPN補正係数kpnに上限値kpn1および下限値kpn2の両方とも設定されている場合の動作結果であり、図12と図13のリアクタ電流波形(ダイオードブリッジを通った後の電流)を比較すればその効果は明白である。
本発明に係るインバータ運転周波数の設定に関する具体的な方法について以下に説明する。
、加速あるいは減速といった過渡状態で一気にインバータ運転周波数f1を変更させ、共振周波数で固定することを回避する。
本発明に係る小容量コンデンサおよび小容量リアクタの仕様決定に関する具体的な方法について以下に説明する。
以上により、小容量コンデンサおよび小容量リアクタの組み合わせを決定することで、交流電源電流の高調波成分を抑制して、IEC規格をクリアすることが可能となる。
本発明に係るインバータキャリア周波数の設定に関する具体的な方法について以下に説
明する。
2 整流回路
3 インバータ
4 モータ
5 小容量リアクタ
6 小容量コンデンサ
7 V/F制御パターン
8 モータ電圧指令作成手段
9 PN電圧検出手段
10 PN電圧補正手段
11 モータ電圧指令補正手段
12 PWM制御手段
13 速度指令補正手段
Claims (16)
- 交流電源を入力とする整流回路と直流電力から交流電力に変換するインバータとモータとを含み、前記整流回路はダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジの交流入力側または直流出力側に接続される極めて小容量のリアクタで構成され、前記インバータの直流母線間には、前記モータの回生エネルギーを吸収するための極めて小容量のコンデンサを設け、外部から与えられる前記モータの速度指令値に対して周期的に変動する速度成分を重畳させることにより前記モータの速度指令補正値を作成する速度指令値補正手段と、前記速度指令補正値に基づき、前記モータのモータ電圧指令値を作成するモータ電圧指令作成手段と、前記インバータの直流電圧値を検出するPN電圧検出手段と、予め設定された前記インバータの直流電圧基準値と前記PN電圧検出手段から得られる前記インバータの直流電圧検出値との比率を導出するPN電圧補正手段と、前記モータ電圧指令作成手段から得られる前記モータ電圧指令値と前記PN電圧補正手段の出力値であるPN電圧補正係数とを掛け合わせることにより前記モータ電圧指令値の電圧補正を行ない、前記モータのモータ電圧指令補正値を作成するモータ電圧指令補正手段とを備えたモータ駆動用インバータ制御装置。
- 速度指令補正手段は、モータの速度指令値に応じて速度指令補正値の変動幅を決定することを特徴とする請求項1記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
- 速度指令補正値の変動幅は、少なくとも予め設定された上限値もしくは下限値を有することを特徴とする請求項2記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
- 速度指令補正手段は、モータの速度指令値に応じて速度指令補正値の変動周期を決定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
- 速度指令補正値の変動周期は、少なくとも予め設定された上限値もしくは下限値を有することを特徴とする請求項4記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
- 速度指令補正値は少なくとも予め設定された上限値もしくは下限値を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
- 速度指令補正手段は、予め設定された速度指令値の設定値を有し、前記速度指令値が前記速度指令値の設定値よりも大きい場合にのみ前記速度指令補正値を作成し、前記速度指令値が前記速度指令値の設定値以下の場合には前記速度指令値を速度指令補正値とすることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
- 速度指令補正手段は、速度指令値が一定となる場合のみ速度指令補正値を作成し、前記速度指令値が一定でない場合には前記速度指令値を前記速度指令補正値とすることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
- 速度指令補正手段は、速度指令補正値の切り替えの前後でヒステリシスを具備した速度指令補正切替手段を有することを特徴とする請求項7または8記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
- PN電圧補正手段は、直流電圧基準値を直流電圧検出値で除算することによりPN電圧補正係数を導出し、前記直流電圧検出がゼロ以下の場合には前記PN電圧補正係数に予め設定されたPN電圧補正係数の最大値を設定することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
- PN電圧補正手段は、PN電圧補正係数が少なくとも予め設定された上限値もしくは下限値を有することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
- インバータ運転周波数が交流電源周波数の偶数倍となる共振周波数と、前記共振周波数を中心としてその前後に予め設定された周波数幅を持たせた周波数範囲内で前記インバータ運転周波数が定常的に固定されるのを回避することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
- 小容量リアクタと小容量コンデンサとの共振周波数を交流電源周波数の40倍よりも大きくなるように前記小容量リアクタおよび前記小容量コンデンサの組み合わせを決定することを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
- インバータが停止した際に上昇する直流電圧値の最大値が素子の耐圧よりも小さくなるように小容量コンデンサの容量を決定することを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
- 予め設定された交流電源力率値を満足するようにインバータのキャリア周波数を決定することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
- 圧縮機と、前記圧縮機を駆動する駆動モータと、交流電力を直流電力に変換するコンバータ装置と、このコンバータ装置で変換された直流電力を交流電力に変換して、前記駆動モータに供給する請求項1〜15のいずれか1項に記載のモータ駆動用インバータ制御装置とを備えた空気調和機。
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